Zircônio

Na natureza, o zircônio é encontrado combinado com outros elementos, mas nunca foi encontrado como um metal livre. A principal fonte econômica de zircônio é o silicato de zircônio, cujos depósitos estão localizados na Austrália, Brasil, Índia, Rússia e Estados Unidos.

Para que serve?

O metal purificado é usado principalmente pela indústria nuclear para formar a camada externa de barras de combustível em reatores nucleares. O zircônio também é usado em tubulações resistentes à corrosão, trocadores de calor e filamentos de lâmpadas.

A zircônia impura (óxido de zircônio) é usada para materiais resistentes ao calor, como fornos e cadinhos de laboratório, e a zircônia cúbica purificada é usada como um substituto de baixo custo para os diamantes. Ligas de zircônio são usadas para implantes médicos e dispositivos protéticos. Sua liga com nióbio é supercondutora a baixas temperaturas.

Além disso, ligas de zircônio-alumínio são usadas para fazer quadros de alta resistência para bicicletas e bastões de lacrosse.

História

Zircônio (que significa “como ouro”) foi descoberto em 1789 por Martin Heinrich Klaproth e isolado em 1824 por Jöns Jakob Berzelius.

O zircão e suas variações podem ser encontrados nos escritos bíblicos. O mineral não era conhecido por conter um novo elemento até que Klaproth analisou um jargão do Sri Lanka no Oceano Índico. Ele nomeou o novo elemento Zirkonertz (zircônia).

O metal foi isolado de forma impura por Berzelius, que aqueceu uma mistura de fluoreto de potássio e zircônio de potássio em um pequeno processo de decomposição conduzido em um tubo de ferro. O zircônio puro foi preparado pela primeira vez em 1914.

O processo de barra de cristal (ou processo de iodeto), desenvolvido por Anton Eduard van Arkel e Jan Hendrik de Boer em 1925, foi o primeiro processo industrial para a produção comercial de zircônio metálico puro e dúctil. Posteriormente foi substituído pelo processo da Kroll.

Características

O zircônio é um metal de transição localizado no período 5 da tabela periódica, entre ítrio e nióbio. Além disso, está no grupo 4 (antigo grupo 4B), entre titânio e háfnio, e está intimamente associado a esses dois elementos.

Este metal é branco acinzentado, brilhante, forte e excepcionalmente resistente à corrosão. É mais leve que o aço e sua dureza é semelhante à do cobre. Quando finamente dividido, o metal pode se inflamar espontaneamente no ar, especialmente em altas temperaturas.

Uma liga de zircônio e zinco torna-se magnético a temperaturas abaixo de 35 K. O estado de oxidação do zircônio é geralmente +4, embora também possa ocorrer nos estados de oxidação de +3 e +2.

Dados

Massa atômica – 91,224 u
Configuração eletrônica – [Kr] 5s2 4d2
Elétrons – 2, 8, 18, 10, 2
Estado da matéria – sólido
Ponto de fusão – 2128 K
Ponto de ebulição – 4682 K
Entalpia de fusão – 14 kJ/mol
Entalpia de vaporização – 573 kJ/mol